喷气式战斗机发展的大跃进:第五代战斗机
2016-07-09 09:45:00        今日中国www.chinatodayclub.com                     来源:今日中国

自一个世纪飞机首次登上战争舞台以来,军事战略家早已认识到“制空权”对于胜利而言至关重要。那些用于战胜其他飞机从而确保空中优势的飞机,被人们称为战斗机。但是,军事技术是在不断发展的,因此战斗机也经历了数代发展才达到了当前的性能水平。

当今最为先进的战斗机为第五代战斗机,融合了隐身设计和能够在很大程度上防止敌方雷达进行跟踪的数字电子技术。实际上,在战术飞机的设计方面远远不只五代,但当前的习惯计算方法是自第二次世界大战期间喷气式飞机首次亮相开始。在此,本文首先要说明空军F-22“猛禽”战斗机和三军F-35“闪电II”战斗机等第五代战斗机与以前机型的不同之处。

首先来回顾一下历史。最早的喷气式战斗机看起来更象是第二次世界大战期间的螺旋桨式“追逐”飞机,如P-51“野马”战斗机。飞机的机翼自机身向外伸展,虽然飞行速度要快于活塞发动机飞机,但其飞行速度却无法突破音障(768英里/小时)。后来,北美航空公司生产出了F-86“佩刀”战斗机,采用了后掠机翼以降低阻力,并成为美国在朝鲜战争中最为得力的战斗机,从此第一代战斗机就退出了历史舞台。

F-86战斗机进一步发展成为F-100“超级佩刀”喷气式战斗机,同期出现的还有其他一些型号100以上的喷气式战斗机,如麦克唐纳公司的F-101战斗机和洛克希德公司的F-104战斗机,成为战后第二代战斗机的缩影。第二代战斗机有三个主要特征:能够超音速飞行,装备了超出飞行员视距的机载雷达,搭载空空导弹。这些飞机的热寻址雷达制导导弹在打击其他飞机方面能力有限,但与战术飞机通常配置的机炮相比具有更远的射程。

第二代战斗机的代表作是麦克唐纳的F-4“鬼怪II”战斗机,该机型是冷战时期最具标志性的战斗机。大量运用于越南战争中的F-4战斗机进一步拓展了战斗机的使命任务,不但要击败敌方飞机,还承担对地攻击和航空侦察等任务。由于功能多样,这种飞机自1960年加入现役后共被采购了5000余架,满足了美国海军、海军陆战队和空军的需求。

F-4战斗机在保持机动能力的同时,飞行速度达到了2倍音速,而且能够搭载9吨武器,可以攻击从敌方战斗机、地面设施到通行于越南战争重要通道“胡志明小道”的游击队等各种目标。后来,这种飞机被用于压制敌方防空火力作战,突出了第三代战斗机在机载传感器、控制设备、显示设备和武器弹药方面越来越多地增加了电子内容的设计思路。

第四代战斗机继续保持了这一趋势,如通用动力公司(即现在的洛克希德·马丁公司)的F-16“战隼”战斗机。该机型采用电线和电动执行器控制飞机,取代了此前的缆索和机械连接。这种“电传操纵飞行”技术很快成为所有西方战斗机的标准,而电子设备也逐渐提高了新型战术飞机的成本。

除了F-16战斗机,美国最重要的第四代战斗机还有空军的F-15“鹰”式战斗机和海军的F/A-18“大黄蜂”舰载多任务战斗机。两种飞机都由麦道公司生产,直至该公司于1997年被波音公司兼并。麦道公司还生产了海军陆战队的AV-8B“鹞”式垂直起降战斗机。这三种目前仍在服役的飞机,巩固了麦道公司作为全球战斗机生产商领先者的声望。

在数字化雷达、智能弹药和信息时代其他技术发展成果的支持下,第四代战斗机继续进步。F-15战斗机进化成为F-15E“打击鹰”战斗机,成为历史上效能最高的战斗轰炸机。F/A-18“大黄蜂”战斗机转入海军,改进为F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗机,成为目前最好的舰载战术飞机。很快,F/A-18E/F战斗机又被改装成EA-18G“咆哮者”电子战机。

但是,尽管冷战时期的飞机不断进化,以前所未有的精确打击能力完成了各种重大任务,新的技术和威胁却在不断涌现,引发了与第四代战斗机有着根本区别的飞机发展进程。这一点给我们带来了战术航空界的最新发展成果,即第五代战斗机。

第五代战斗机中的两个机种均在美国。由洛克希德·马丁公司和波音公司联合研制的空军F-22“猛禽”双发战斗机首先问世,继而以洛克希德·马丁公司为主要生产商的F-35“闪电II”单发战斗机随后出现。F-35战斗机的大多数技术都来源于F-22战斗机,但是由于前者将取代美国空军、海军和海军陆战队以及至少12个盟友的大部分冷战时期战术飞机,本文主要说明F-35战斗机的独特之处。

谈起F-35多任务战斗机,大多数人可能都会首先提到其隐身性,也就是说这种飞机结合了可以规避敌方探测和跟踪的“低可见性”技术。这一点毫无疑问,隐身性的确是第五代战斗机的定义性特征。但是,第五代战斗机更为基本的特征应该是低可见性同其他机载革新技术的融合。换言之,第五代战斗机从一开始就将隐身性和其他尖端技术的优化融合作为必须严格执行的设计特征。

集成是第五代战斗机概念的核心,这是因为将低可见性、数字化传感器或者安全数据链加入到第四代战斗机之上的做法是可行的。集成隐身性,意味着飞机的所有特征都几乎无法被常规传感器持续跟踪,不管传感器采用了何种频率组合(无线电波、红外线、光电波)。对于防御方而言,第五代战斗机几乎是不可见的。

第五代战斗机的第二个集成特征是机载传感器的运行方式,能够将飞机周围作战环境整合成为一个全面、易懂的图景,从而为飞机的生存能力和飞行员的感知能力作出了贡献。F-35战斗机整合了多功能电子操纵雷达和遍布机身的分布式孔径系统,运用复杂的算法将各种信息整合成清晰的图像,并投射在飞行员的头盔护目镜上,使飞行员能够掌握威胁所在和友军情况。

由于态势感知、自卫和进攻作战等技术的融合,F-35战斗机可以同时执行多个任务,如空中格斗、对地攻击、电子战和战术侦察等。这么多任务听起来似乎将使飞行员承受极高的工作量,但是由于飞机操纵的高度自动化,飞行员的工作难度远远小于第四代战斗机。例如,由BAE系统公司研制的电子战系统将以最佳对抗措施消除威胁,而无需飞行员的任何介入。

第五代战斗机的另一个集成特征是用于同其他友军相呼应的网络化作战系统。F-35战斗机的飞行员所看到的不仅仅是本机传感器的探测信息,而是结合了由其他第五代战斗机采集、通过安全数据链传输而来的信息的综合图像,所有友方战斗机对战场都形成了同样的认知。这一点,为复杂行动任务的执行带来了前所未有的效能和协同性。

更普遍的是,多种数字化功能的融合,促成了所有飞机行动的优化。F-35战斗机可以比其他飞机飞得更远更快,因为包括发动机性能在内的所有性能都得到了先进软件的不间断管理。同样,F-35战斗机能够预测和分析保障问题,从而能够以最低成本输出最大功效。三个不同军种根据各自需求而研制的多个改装机型将实现这一点,成为真正的突破。

F-35战斗机的很多特征被以详尽的层次加以分类,因此我们很难说清第五代战斗机的转型程度。简而言之,集成隐身性使第五代战斗机能够在敌人发现之前先行打击;传感器的融合将飞行员的很多工作量转移至计算机;网络化使飞行员能够了解更多、分享共多信息;先进软件系统优化了所有性能要素。

在我们考虑到F-35战斗机的所有卓越特征之时,就不难理解第五代战斗机设计得以批准的原因。第五代战斗机可能看起来同冷战时期的飞机相似,但与装备最为精良的第四代战斗机相比,其空中格斗的能力高6倍、打击地面目标的能力高5倍、规避敌方防空火力的能力高4倍。同喷气式战斗机的问世一样,第五代战斗机是空战的一次革命。

原文来自:中国财经界

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